海底管道故障类型及原因综述

2021-11-04 11:24:38 作者：夸克能源工程实验室来源：夸克能源工程实验室分享至：

海底管道是海洋油气能源运输的主动脉，随着我国海洋石油天然气的不断开发，海洋油气管道建设发展迅速，保证海底油气管道安全运行的重要性日益凸显。

由于海底管道服役环境的特殊性，面临的风险较大。一旦发生故障或失效，会造成严重的经济损失和环境灾难。本文参考相关文献及统计资料等，对海管可能发生的故障类型和原因综述如下。

资料显示，海底管道发生故障主要分以下四类：

1.机械或建造原因

主要指因制造或建造等相关问题。例如材料缺陷或施工故障（如焊接不充分和密封不当），不合理的安装、海浪和洋流的冲刷会导致超出设计参数的自由悬跨长度，会通过涡激振动（Vortex Induced Vibration，VIV）而导致疲劳损伤等。

2.腐蚀因素

内、外腐蚀都会引起穿孔泄露，在某些特定情况下两者还存在协同加速作用。

内腐蚀风险主要有CO2、H2S、垢下、细菌、顶部腐蚀、冲刷腐蚀等。

外腐蚀风险主要有保温层破损后的海水腐蚀、悬跨后管道力学与腐蚀交互、管道和海缆的杂散电流等。

3.自然灾害

海洋环境特有的海底地震、洋流、海洋风暴等极端自然灾害，都有可能导致海底管道不可预期的故障发生。

4.第三方损伤

尤其对于浅水区域服役的海底管道，船舶在抛锚、拖网作业等作业过程中，都有可能造成直接或间接性损伤破坏。此外，海面失落重物的撞击也是常见的第三方因素之一。

每一种故障类型都会遵循一个独特的路径，最终导致相同的结果：失效泄漏。下图描述了不同损伤源的潜在路径：

综上所述，机械破坏、材料缺陷、腐蚀、自然灾害及第三方因素等都可能引起海底管道发生故障及失效。需要通过合理设计、合理选线、施工质量监督、严控材料质量、腐蚀防控、第三方预警等措施来进行综合优化和治理，最终能够全方位保障海底管道在役期间安全运行。

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